- 集合与函数的概念
- 共44150题
求函数y=的定义域.
正确答案
要使函数有意义,必须:5xx-1-1≠0,5xx-1≠50,≠0,
∴x≠0,且x-1≠0,
∴函数y=的定义域是{x|x≠0,且x≠1}
已知函数f(x)=loga(a>0,a≠1,m≠1)是奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)判断函数f(x)在(1,+∞)上的单调性,并给出证明;
(3)当x∈(r,a-2)时,函数f(x)的值域是(1,+∞),求实数r与a的值
正确答案
(1)由已知条件得f(-x)+f(x)=0对定义域中的x均成立.
所以loga+loga
=0,
即•
=1,
即m2x2-1=x2-1对定义域中的x均成立.
所以m2=1,即m=1(舍去)或m=-1.
(2)由(1)得f(x)=loga,
设t==
=1+
,
当x1>x2>1时,t1-t2=-
=
,所以t1<t2.
当a>1时,logat1<logat2,即f(x1)<f(x2).所以当a>1时,f(x)在(1,+∞)上是减函数.
同理当0<a<1时,f(x)在(1,+∞)上是增函数.
(3)因为函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞),
所以①:r<a-2<-1,0<a<1.
所以f(x)在(r,a-2)为增函数,要使值域为(1,+∞),
则(无解)
②:1<r<a-2,所以a>3.所以f(x)在(r,a-2)为减函数,要使f(x)的值域为(1,+∞),
则
所以a=2+,r=1.
省环保研究所对市中心每天环境放射性污染情况进行调查研究后,发现一天中环境综合放射性污染指数f(x)与时刻x(时)的关系为f(x)=|-a|+2a+
,x∈[0,24],其中a是与气象有关的参数,且a∈[0,
],若用每天f(x)的最大值为当天的综合放射性污染指数,并记作M(a),
(1)令t=,x∈[0,24],求t的取值范围;
(2)省政府规定,每天的综合放射性污染指数不得超过2,试问目前市中心的综合放射性污染指数是否超标?
正确答案
解:(1)当x=0时,t=0;
当0<x≤24时,,
对于函数y=,
∵y′=1-,
∴当0<x<1时,y′<0,函数y=单调递增,
当1<x≤24时,y′>0,
函数y=单调递增,
∴y∈[2,+∞),
∴,
综上,t的取值范围是。
(2)当a∈时,
f(x)=g(t)=|t-a|+2a+=
,
∵g(0)=3a+,
,
故M(a)=,
当且仅当a≤时,M(a)≤2,
故a∈[0,]时不超标,a∈(
,1]时超标。
已知函数f(x)=loga(x+1)(a>1),函数g(x)的图象与函数y=+
(a>1)的图象关于直线y=x对称.
(1)求函数g(x)的解析式;
(2)若函数g(x)在区间[m,n] (m>)上的值域为[loga(p+3m),loga(p+3n)],求实数p的取值范围;
(3)设函数F(x)=af(x)-g(x)(a>1),试用列举法表示集合M={x|F(x)∈Z}.
正确答案
(1)∵函数g(x)的图象与函数y=+
(a>1)的图象关于直线y=x对称
∴函数g(x)与函数y=+
(a>1)互为反函数
则g(x)=loga(x2-3x+3)(x>)
(2)∵a>1,m>
∴函数g(x)在区间[m,n] (m>)上单调递增
∵函数g(x)在区间[m,n] (m>)上的值域为[loga(p+3m),loga(p+3n)],
∴g(m)=loga(m2-3m+3)=loga(p+3m),
g(n)=loga(n2-3n+3)=loga(p+3n),
即x2-3x+3=p+3x在(,+∞)有两个不等的根
∴-6<p<-
(3)f(x)-g(x)=loga(x+1)-loga(x2-3x+3)=loga
∴F(x)=af(x)-g(x)=(x>
)
而函数F(x)的值域为(0,]
∵F(x)∈Z
∴F(x)=1或2或3,此时x=2+、
、2
∴M={x|F(x)∈Z}={2+,
,2}
求函数y=的定义域、值域和单调区间.
正确答案
(1)由x2-3x+2≥0 可得(x-1)(x-2)≥0 可得x≤1,或x≥2,
故函数的定义域为:[2,+∞)∪(-∞,1].
(2)因为x2-3x+2≥0.y=≥0,故函数的值域为[0,+∞).
(3)由于二次函数t=x2-3x+2的对称轴为x=,且:x∈[2,+∞)∪(-∞,1].
故函数的增区间为[2,+∞),减区间为(-∞,1].
已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=2x-x2.
(1)求函数y=f(x)的解析式.
(2)是否存在实数a,b(a≠b),使得y=f(x)在x∈[a,b]上的值域为[,
],若存在,求出实数a,b的值; 若不存在,说明理由.
正确答案
(1)由题意,根据奇函数性质:f(x)=-f(-x)
当x<0时,-x>0,所以当x<0时的解析式为:f(x)=-f(-x)=2x+x2
∵f(0)=0
∴f(x)=
(2)由⇒ab>0.
若a>0,b>0.
情形一 a<1<b:f(x)=2x-x2的最大值为1.得a=1(舍).
情形二 a<b<1:f(a)<1,f(b)<1且在[a,b]上单调增,又>1(不符)
情形三 1≤a<b:[a,b]上单调减得⇒
(符合)
若a<0,b<0,同理可得a=,b=-1
已知2x≤()x-3,求函数y=(
)x的值域.
正确答案
由2x≤()x-3,得2x≤2-2x+6,
∴x≤-2x+6,∴x≤2.
∴()x≥(
)2=
,
即y=()x的值域为[
,+∞).
已知函数f(x)=ax-2-1(a>0且a≠1).
(1)求函数f(x)的定义域、值域;
(2)是否存在实数a,使得函数f(x)满足:对于任意x∈[-1,+∞),都有f(x)≤0?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由4-ax≥0,得ax≤4.当a>1时,x≤loga4;当0<a<1时,x≥loga4.
即当a>1时,f(x)的定义域为(-∞,loga4];当0<a<1时,f(x)的定义域为[loga4,+∞).
令t=,则0≤t<2,且ax=4-t2,∴f(x)=g(t)=4-t2-2t-1=-(t+1)2+4,
当t≥0时,g(x)是t的单调减函数,∴g(2)<g(t)≤g(0),即-5<f(x)≤3,∴函数f(x)的值域是(-5,3].
(2)若存在实数a,使得对于任意x∈[-1,+∞),都有f(x)≤0,则区间[-1,+∞)是定义域的子集.
由(1)知,a>1不满足条件;所以0<a<1,且loga4≤-1,即≤a<1.
令t=,由(1)知,f(x)=4-t2-2t-1=-(t+1)2+4,
由f(x)≤0,解得t≤-3(舍)或t≥1,即有≥1解得ax≤3,
由题意知对任意x∈[-1,+∞),有ax≤3恒成立,因为0<a<1,所以对任意x∈[-1,+∞),都有ax≤a-1.所以有a-1≤3,解得a≥,即
≤a<1.∴存在a∈[
,1),对任意x∈[-1,+∞),都有f(x)≤0.
已知函数g(x)=+1,h(x)=
,x∈(-3,a],其中a为常数且a>0,令函数f(x)=g(x)·h(x).
(1)求函数f(x)的表达式,并求其定义域;
(2)当a=时,求函数f(x)的值域.
正确答案
(1)x∈[0,a],(a>0)
(2)[,
]
解:(1)f(x)=,x∈[0,a],(a>0).
(2)函数f(x)的定义域为[0,],
令+1=t,则x=(t-1)2,t∈[1,
],
f(x)=F(t)==
,
∵t=时,t=±2∉[1,
],又t∈[1,
]时,t+
单调递减,F(t)单调递增,F(t)∈[
,
].
即函数f(x)的值域为[,
].
设函数f(x)=(x>-1且x≠0)
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)求函数f(x)值域;
(3)已知>(x+1)m对任意x∈(-1,0)恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)f′(x)=-,
所以当f′(x)>0,即ln(x+1)+1<0,即ln(x+1)<-1,所以x+1<,即-1<x<
-1,故函数在区间(-1,
-1)内单调递增;
当f′(x)<0,即-1<x<0或x>0,所以函数在区间(
-1,0)和(0,+∞)内单调减.
故函数的单调增区间为(-1,),单调减区间为(
-1,0)和(0,+∞).
(2)由f′(x)=-=0可得x=
-1,
由(1)可得f(x)在(-1,-1)内单调递增,在(
-1,0)内单调减,
所以在区间(-1,0)上,当x=-1时,f(x)取得极大值即最大值为f(
-1)=-e.
又因为当x从-1的右边靠近-1时,0<x+1<1,所以x→-1时f(x)→-∞;当x从0的左边靠近0时,f(x)→-∞;
所以当x∈(-1,0)时,f(x)∈(-∞,-e].
在区间(0,+∞)上f(x)是减函数,并且f(x)>0,
当x从0的右边靠近0时,f(x)→+∞;当x→+∞时,由函数的解析式可得f(x)→0.
所以当x∈(0,+∞)时,f(x)∈(0,+∞).
故f(x)的值域为(-∞,-e]∪(0,+∞)
(3)∵-1<x<0,∴0<x+1<1,从而1<,
由题意可得:>(x+1)m对任意x∈(-1,0)恒成立,
所以两边取自然对数得:ln2>mln(x+1)
所以m>,对x∈(-1,0)恒成立,则m大于
的最大值,
由(2)可得当x∈(-1,0)时,f(x)=∈(-∞,-e],
所以取得最大值为-eln2,所以m>-eln2.
所以实数m的取值范围为(-eln2,+∞).
将51名学生分成A,B两组参加城市绿化活动,其中A组布置400盆盆景,B组种植300棵树苗.根据历年统计,每名学生每小时能够布置6盆盆景或者种植3棵树苗.设布置盆景的学生有x人,布置完盆景所需要的时间为g(x),其余学生种植树苗所需要的时间为h(x)(单位:小时,可不为整数).
(1)写出g(x)、h(x)的解析式;
(2)比较g(x)、h(x)的大小,并写出这51名学生完成总任务的时间f(x)的解析式;
(3)应怎样分配学生,才能使得完成总任务的时间最少?
正确答案
(1)设布置盆景的学生有x人,则B组人数为51-x
A组所用时间g(x)==
,0<x<51,B组所用时间h(x)=
=
.0<x<51.
(2)当>
,解得x<
时,布置完盆景所需要的时间,多于种植树苗所需要的时间;
当x>时,
<
,布置完盆景所需要的时间,少于种植树苗所需要的时间;
这51名学生完成总任务的时间f(x)的解析式为:f(x)=.
(3)当x=时,
=
用时最短,因为x=
∉Z,
所以当x=20时,布置完盆景所需要的时间为:,种植树苗所需要的时间:
;最少用时为:
.
当x=21时,布置完盆景所需要的时间为:,种植树苗所需要的时间:
=
.最少用时为:
.
所以布置盆景的学生有20或21人时用时最少.
已知函数f(x)=
(1)求f(x)的定义域和值域;
(2)讨论f(x)的奇偶性并证明;
(3)判断f(x)在(0,+∞)的单调性并证明.
正确答案
(1)令分母2x-1≠0解得x≠0,故定义域为{x|x≠0}
函数的解析式可以变为f(x)=1+,由于2x-1>-1,故
<-1或
>0
故>0或
<-2,
∴f(x)=的取值范围是(-∞,-1)∪(1,+∞)
(2)函数是一个奇函数,证明如下
f(-x)==
= -
=-f(x),故是一个奇函数.
(3)f(x)在(0,+∞)是一个减函数,证明如下
由于f(x)=1+,在(0,+∞)上,2x-1递增且函数值大于0,
在(0,+∞)上是减函数,故f(x)=1+
在(0,+∞)上是减函数
设函数f(x)=的定义域为E,值域为F.
(1)若E={1,2},判断实数λ=lg22+lg2lg5+lg5-16-12与集合F的关系;
(2)若E={1,2,a},F={0,},求实数a的值.
(3)若E=[,
],F=[2-3m,2-3n],求m,n的值.
正确答案
(1)∵f(x)=,∴当x=1时,f(x)=0;当x=2时,f(x)=
,∴F={0,
}.
∵λ=lg22+lg2lg5+lg5-16 -12=lg2(lg2+lg5)+lg5-=lg2+lg5-
=lg10-
=
.
∴λ∈F.…(5分)
(2)令f(a)=0,即=0,a=±1,取a=-1;
令f(a)=,即
=
,a=±2,取a=-2,
故a=-1或-2.…(9分)
(3)∵f(x)=是偶函数,且f'(x)=
>0,
则函数f(x)在(-∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数.
∵x≠0,∴由题意可知:<
<0或0<
<
.
若<
<0,则有
,即
,
整理得m2+3m+10=0,此时方程组无解;
若0<<
,则有
,即
,
∴m,n为方程x2-3x+1=0,的两个根.∵0<<
,∴m>n>0,
∴m=,n=
.…(16分)
已知函数f(x)=
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)讨论f(x)的单调性;
(3)求f(x)的值域.
正确答案
(1)∵定义域是实数集且f(-x)==
=-f(x)
∴f(x)是奇函数.
(2)∵f(x)==1-
=1-
又∵y=2-x在实数集上是减函数
由复合函数的单调性可得f(x)是减函数.
(3)由y=2-x在实数集上是减函数且函数值恒为正得1+2-x>1,
∴0<<2,∴-1<f(x)<1
∴f(x)的值域 (-1,1).
求下列函数的值域:
(1)y=x+2;(2)y=
.
正确答案
(1)设=t,则t≥0,原函数可化为:y=t2+2t-1=(t+1)2-2,
当t≥0时,y为增函数,
故当t=0时,y的最小值为-1,
故函数的值域为:[-1,+∞);
(2)原式可化为:(2y-1)x2-(2y-1)x+3y-1=0,
当y=时,方程无解;
当y≠时,△=(2y-1)2-4(2y-1)(3y-1)≥0,
整理得:20y2-16y+3≤0,
解得:≤y<
,
故原函数的值域为:[,
).
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